框架结构竖向荷载作用下的内力计算

河南科技大学毕业设计42第6章竖向荷载作用下内力计算§6.1框架结构的荷载计算§6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。图6-1框架结构计算单元河南科技大学毕业设计43图6-2框架结构计算单元等效荷载一.B～C,(D～E)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：2226.09KN/m1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m活载：2222.0KN/m1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m楼面板传荷载：恒载：2223.83KN/m1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m活载：2222.0KN/m1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m梁自重：3.95KN/mB～C,(D～E)轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝17.128KN/m+3.95KN/m=21.103KN/m活载＝板传荷载＝5.625KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝3.95KN/m+10.772KN/m=14.747KN/m活载＝板传荷载＝5.625KN/m二.C～D轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：26.09KN/m1.2m5/82=9.135KN/m活载：22.0KN/m1.5m5/82=3KN/m楼面板传荷载：河南科技大学毕业设计44恒载：23.83KN/m1.25/82=5.745KN/m活载：22.0KN/m1.2m5/82=3.75KN/m梁自重：3.95KN/mC～D轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349KN/m+9.135KN/m=11.484KN/m活载＝板传荷载＝3KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m活载＝板传荷载＝3.75KN/m三.B轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶）330.240.918/25/0.10.24mmknmKNmmm1.220.240.55.806/mmmKNm顶层柱恒载＝女儿墙＋梁自重＋板传荷载＝5.806/63.975/(60.6)KNmKNmmm22121.5/61.5/66/426.09/1.55/832123.247KNmmKN顶层柱活载＝板传荷载＝222.0/1.5121.5/61.5/66/42KNmm2.0/1.55/83219.688KNmmKN标准层柱恒载＝墙自重＋梁自重＋板荷载=7.794/(60.6)3.975/(60.6)3.83/1.55/832KNmKNmKNmm(2.332311.52)61/422.3325/61/42KNm223.831.5121.5/61.5/66/42124.172mmKN标准层柱活载＝板传荷载河南科技大学毕业设计45＝222.01.5121.5/61.5/632.01.55/83219.688mmmmKN基础顶面荷载＝底层外纵墙自重＋基础自重＝9.738/(60.6)2.5/(60.6)16.085KNmmmKNmmmKN四.C柱纵向集中力计算：顶层柱荷载＝梁自重＋板传梁荷载＝3.975/(90.9)2.349/(1.20.3)6.09/1.55/832KNmmKNmmKNmm6.09/1.25/81.22(2.3323/11.52/)61/42KNmmKNmKNmm154.318KN顶层柱活载=板传荷载＝222.01.5121.5/61.5/63mm222.01.2121.2/61.2/632.01.2mmmm5/81.222.01.55/83239.272mmKN标准柱恒载=墙＋梁自重＋板传荷载＝11.52/(30.6)15.12/(30.6)15.12/(30.6)KNmmKNmmKNmm2.349/(1.20.3)3.975/(60.6)6.09/1.55/832KNmmKNmmKNmm26.09/61/21/22.67/2.4/263.83/36200.173KNmmKNmmKNmmmKN标准层活载＝板传荷载＝222.0/362.5/1.2654KNmmmKNmmmKN基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础自重9.738/(60.6)2.5/(60.6)66.085KNmmmKNmmmKN（3）.框架柱自重：柱自重：底层：1.2×0.6m×0.6m×253/KNm×4.55m=49.14KN其余柱：1.2×0.6m×0.6m×253/KNm×3.6m=38.88KN§6.2恒荷载作用下框架的内力§6.2.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算河南科技大学毕业设计46一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得：21/12abMql(61)21/12baMql(62)故：2771/1221.03663.09.BCMKNm7763.09.CBMKNm2771/1211.48465.512.CDMKNm775.512.CDMKNm2661/1214.747644.241.BCMKNm6644.241.CBMKNm2661/128.0963.883.CDMKNm663.883.DCMKNm恒荷载作用下框架的受荷简图如图6-3所示:河南科技大学毕业设计47图6-3竖向受荷总图：注：1.图中各值的单位为KN2.图中数值均为标准值3.图中括号数值为活荷载图6-4：恒载作用下的受荷简图(2).根据梁，柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数ij:/()ijcbiii(63)分配系数如图6－5,图6－6所示：图6-5B柱弯矩各层分配系数简图B柱：底层：0.801/(0.8010.6091.0)0.332i下柱＝1.0/(0.8010.6091.0)0.415i上柱＝0.609/(0.8010.6091.0)0.253i左梁＝标准层：1.0/(0.6091.01.0)0.383i上柱＝1.0/(0.6091.01.0)0.383i下柱＝0.609/(0.6091.01.0)0.234i左梁＝顶层：1.0/(0.6091.0)0.622i下柱＝0.609/(0.6091.0)0.622i左梁＝河南科技大学毕业设计48图6－6C柱弯矩各层分配系数简图C柱：0.609/(0.6091.00.2110.801)0.232i右梁＝1.0/(0.6091.00.2110.801)0.382i上柱＝0.801/(0.6091.00.2110.801)0.306i下柱＝0.211/(0.6091.00.2110.801)0.081i左梁＝标准层：1.0/(0.6091.00.2110.801)0.355i下柱＝1.0/(0.6091.00.2110.801)0.355i上柱＝0.609/(0.6091.00.2110.801)0.216i右梁＝0.211/(0.6091.00.2110.801)0.074i左梁＝顶层：1.0/(0.6091.00.211)0.549i下柱＝0.211/(0.6091.00.211)0.116i左梁＝0.609/(0.6091.00.211)0.335i右梁＝三.恒荷载作用下的弯矩剪力计算，根据简图（6－4）梁：AM021/2.0ABBMMqlQl/1/2BABQMMlqlBM021/2.0ABAMMqlQl/1/2AABQMMlql（6－4）柱：CM0.0CDDMMQh()/DCDQMMhDM0.0CDCMMQh()/CCDQMMh（6－5）四.恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重.河南科技大学毕业设计497123.24721.1036/2186.556NKN67124.17214.7476/238.88393.849NNKN56124.17214.7476/238.88601.142NNKN45124.17214.7476/238.88808.435NNKN34124.17214.7476/238.881015.728NNKN23124.17214.7476/238.881223.021NNKN12124.17214.7476/238.881382.487NNKN恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算：7154.31811.4842.4/2168.099NKN67200.1738.092.4/238.88416.88NNKN56200.1738.092.4/238.88665.621NNKN45200.1738.092.4/238.88808.435NNKN34200.1738.092.4/238.881015.728NNKN23200.1738.092.4/238.881223.021NNKN12200.1738.092.4/238.881382.487NNKN图6－5恒荷载作用下的计算简图五.弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。河南科技大学毕业设计50所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可。如表6－1所示：表6－1恒载作用下的框架弯矩内力二次分配表河南科技大学毕业设计51下柱上柱下柱上柱上柱下柱右梁左梁上柱下柱左梁下柱上柱左梁右梁下柱上柱右梁下柱上柱下柱上柱河南科技大学毕业设计5218.7818.7818.7819.1312.3315.7143.7918.7818.7818.7819.1312.3315.7143.796.166.726.166.724.84.84.84.84.54.169.791.021.021.021.321.320.66-1.5242.3541.7842.3541.7842.3541.1840.538.6942.3541.7844.2243.7948.4453.0224.6024.6024.6026.7724.6037.2244.2342.3541.7842.3541.7842.3541.1840.538.6942.3541.7844.2243.2948.4453.0218.7818.7818.7822.5618.5962.5725.2620.3220.5920.5920.5927.4720.5920.5920.5913.4321.0316.3248.4418.7818.7818.7822.5618.5962.5725.2620.3220.5920.5920.5927.4720.5920.5920.5913.4321.0316.3248.4424.6037.2224.6